电子背散射衍射(EBSD)是一种SEM-based方法提供晶体数据对样品的微观结构。该方法包括电子束之间的相互作用和一个倾斜的水晶样品,和电子衍射创建一个模式,可以确定荧光屏。
衍射模式可以用来测量晶体取向、晶界特征,区分不同阶段,结晶学描述晶界,并提供数据关于本地水晶完美。
当的电子束扫描网格中跨多晶样品和晶体的取向是决定每一点,随后的地图显示了晶粒取向,形态和边界。这些信息也可以用来显示所需的晶体取向在示例。这种方式,可以确定微结构的定量表示使用EBSD技术。
完善附件的SEM、EBSD用于广泛的应用程序来帮助材料特性,如表1所示。亚博网站下载本文描述了一种EBSD系统功能,并提供了相关的例子的结果的类型可以由EBSD。
表1。总结不同的应用领域和测量使用EBSD的典型类型。
| 行业 |
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典型的EBSD测量 |
| 金属研究和处理 |
金属、合金 |
晶粒尺寸 |
| 航空航天 |
金属互化物 |
晶界特性描述 |
| 汽车 |
夹杂物/沉淀/第二阶段 |
全球的纹理 |
| 核 |
陶瓷 |
当地的纹理 |
| 微电子学 |
薄膜 |
CSL边界charcterisation |
| 地球科学亚博老虎机网登录 |
太阳能电池 |
Recrystallised /变形分数 |
| 学术界 |
地质 |
子结构分析 |
|
半导体 |
识别阶段 |
|
超导体 |
阶段分数/分布 |
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冰 |
相变 |
|
金属/陶瓷复合材料 |
断口分析 |
|
骨骼、牙齿 |
取向和错位谷物/阶段之间的关系 |
EBSD的基本知识
原则系统组件
图1显示了一个标准EBSD设置。它包括一个水晶样品倾斜到70o,使用pre-tilted持有人或SEM阶段;敏感照相机和光学可视化模式在荧光屏上形成;荧光屏;插入机制,准确控制探测器的位置;电子控制扫描电镜;电脑控制EBSD实验;和可选forescatter二极管(FSD)。
图1所示。EBSD系统的主要组件
模式形成和检测
如下所示的模型解释了EBSD的模式形成和检测原理方面的研究。当电子束聚焦在一个倾斜的兴趣点水晶样品,材料分散的原子电子的一部分,以最小的损失的能量来创建一个不同的来源的电子样本表面附近。这些电子在原子飞机事件角度satsify布拉格方程:
在哪里λ是电子的波长,n是一个整数,θ电子的入射角衍射平面,和d的间距是衍射平面。
衍射时,这些电子创建一组搭配大角度锥,匹配与每个衍射平面。荧光屏上的图像从而形成包括典型的菊池带,这是形成区域的强度增强的电子穿过屏幕,如图2所示。
图2。电子背散射衍射图样的形成(不同)。
带强度
机制,促进菊池带强度和剖面形状相当复杂。为估计,菊池带平面的强度(hkl)是由:
收集衍射模式必须与模拟模式,使用前测量方程。这只确保飞机产生可见的菊池带利用而解决衍射图样。
反射镜使用的数量依赖于系统所需的阶段的区分,和晶体对称性的阶段。
解释衍射模式
菊池带的中心行对应于荧光屏的衍射平面交叉的地方。因此,衍射晶面指数的密勒指数每个菊池带。电子衍射的semi-angle锥(90 -θ)o。这是EBSD的大角度,因此,菊池带近似直线。
自衍射模式加入到样品的晶体结构、晶体取向的变化,随之而来的衍射模式也在改变。菊池带的位置可以被利用来确定衍射晶体的方向,如图3所示。
图3。球形衍射模式所产生的不同方向的立方结构。
校准EBSD系统
为了确保EBSD系统运行准确,应该先校准。EBSD的校准系统涉及确定pattern-centre位置和距离sample-to-screen在荧光屏上。
可用的技术,可用于校准EBSD系统。最首选的技术是获得从同一点衍射模式标本与探测器定位在不同的插入位置,如图4所示。
图4。图案中心发现的关联特性在不同探测器在不同的位置。中心模式是在这些不同的放大点,一个点不当探测器移动而移动。
自动标引的基本知识
EBSD系统校准后,衍射模式可以自动索引和晶体取向可以确定。整个过程是自动的,只需要几毫秒现代电脑。
霍夫变换
霍夫变换是用于定位菊池带的位置和改变了EBSD相机的图像插入到脚腕空间表示,利用下面的坐标之间的关系(ρ和θ)的脚腕和空间点(x, y)衍射模式:
ρ= x cosθ+ y sinθ
图5。脚腕的霍夫变换将行转换成点空间。
图6。发现菊池带的位置使用霍夫变换的衍射图样。
一条直线在图像空间(x, y)可以通过ρ,分化和线的垂直距离θ和起源和可以表示为一个点(ρ和θ)的脚腕空间,表示,如图5所示。菊池带出现的峰值或地区在脚腕的空间里,可以发现和利用测量的原始位置,如图6所示。
结论
EBSD SEM-based技术,提供常规晶体数据。这种技术被用于各种各样的应用领域,如金属研究和加工、汽车、航空航天、核能、地球科学、学术界,微电子,帮助材料表征。亚博网站下载亚博老虎机网登录
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